访问控制与审计监控课件

14三月2024访问控制与审计监控课件课程内容访问控制与审计监控知识体知识域访问控制模型访问控制技术审计和监控技术知识子域标识和鉴别技术典型访问控制方法和实现强制访问控制模型访问控制模型基本概念自主访问控制模型信息安全审计安全监控知识域：访问控制模型知识子域：访问控制基本概念理解标识、鉴别和授权等访问控制的基本概念理解各种安全模型的分类和关系访问控制的概念和目标访问控制：针对越权使用资源的防御措施目标：防止对任何资源（如计算资源、通信资源或信息资源）进行未授权的访问，从而使资源在授权范围内使用，决定用户能做什么，也决定代表一定用户利益的程序能做什么。资源不是无限开放的，在一定约束条件下使用网络及信息具有价值，难免会受到各种意外的或者蓄意的未授权的使用和破坏必须授权才可以访问Window7中的自主访问控制访问控制的作用未授权访问：包括未经授权的使用、泄露、修改、销毁信息以及颁发指令等。非法用户对系统资源的使用合法用户对系统资源的非法使用作用：机密性、完整性和可用性术语：主体与客体主体发起者，是一个主动的实体，可以操作被动实体的相关信息或数据用户、程序、进程等客体一种被动实体，被操作的对象，规定需要保护的资源文件、存储介质、程序、进程等主体与客体之间的关系主体：接收客体相关信息和数据，也可能改变客体相关信息一个主体为了完成任务，可以创建另外的主体，这些子主体可以在网络上不同的计算机上运行，并由父主体控制它们客体：始终是提供、驻留信息或数据的实体主体和客体的关系是相对的，角色可以互换授权规定主体可以对客体执行的操作：读写执行拒绝访问…标识标识是实体身份的一种计算机表达，每个实体与计算机内部的一个身份表达绑定标识的主要作用：访问控制和审计访问控制：标识用于控制是否允许特定的操作审计：标识用于跟踪所有操作的参与者，参与者的任何操作都能被明确地标识出来主体标识的实例主体的标识在UNIX中，主体（用户）的身份标识为0-65535之间的一个整数，称为用户身份号（UID）用户登录时的UID可以改变，有效UID是用于访问控制的用户身份UID=22permitreadIf登录uid=22and有效uid=35，thenread?If登录uid=35and有效uid=22，thenread？常见的主体标识还包括用户名、卡、令牌等，也可以是指纹、虹膜等生物特征客体标识的实例客体的标识文件名UNIX中提供不同的文件标识：绝对路径文件名相对路径文件名鉴别确认实体是它所声明的，提供了关于某个实体身份的保证，某一实体确信与之打交道的实体正是所需要的实体口令、挑战-应答、生物特征鉴别所有其它的安全服务都依赖于该服务需求：某一成员（声称者）提交一个主体的身份并声称它是那个主体目的：使别的成员（验证者）获得对声称者所声称的事实的信任访问控制的两个重要过程第一步：鉴别检验主体的合法身份第二步：授权限制用户对资源的访问权限访问控制模型主体客体访问控制实施访问控制决策提交访问请求请求决策决策提出访问请求什么是访问控制模型对一系列访问控制规则集合的描述，可以是非形式化的，也可以是形式化的。组成访问控制模型的分类访问控制模型强制访问控制模型（MAC）自主访问控制模型（DAC）访问矩阵模型访问控制列表（ACL）权能列表（CapacityList）Bell-Lapudula模型Biba模型Clark-Wilson模型ChineseWall模型保密性模型完整性模型基于角色访问控制模型（RBAC）混合策略模型知识域：访问控制模型知识子域：自主访问控制模型理解自主访问控制的含义了解访问矩阵模型，理解和分析应用访问矩阵模型的实现（访问控制列表、权能列表）自主访问控制的含义允许客体的属主（创建者）决定主体对该客体的访问权限灵活地调整安全策略具有较好的易用性和可扩展性常用于商业系统安全性不高访问许可访问许可：描述主体对客体所具有的控制权定义了改变访问模式的能力或向其它主体传送这种能力的能力访问许可的类型有主型（Owner）每个客体设置一个拥有者（一般是客体的生成者），拥有者是唯一有权修改客体访问控制表的主体，拥有者对其客体具有全部控制权等级型（Hierarchical）自由型（Laissez-faire）自主访问控制的实现机制和方法实现机制访问控制表/矩阵实现方法访问控制表（AccessControlLists）访问能力表（CapacityList）

访问控制矩阵行：主体（用户）列：客体（文件）矩阵元素：规定了相应用户对应于相应的文件被准予的访问许可、实施行为客体x客体y客体z主体aR、W、OwnR、W主体bRR、W、Own主体cR主体dR、WR、W访问控制表访问控制矩阵按列：访问控制表访问控制表：每个客体可以被访问的主体及权限客体y主体b主体dRWOwnRW权能表访问控制矩阵按行：访问能力表访问能力表：每个主体可访问的客体及权限主体b客体x客体yRRWOwn访问控制表与访问能力表的比较ACLCL保存位置客体主体浏览访问权限容易困难访问权限传递困难容易访问权限回收容易困难使用集中式系统分布式系统自主访问控制的特点优点：根据主体的身份和访问权限进行决策具有某种访问能力的主体能够自主地将访问权的某个子集授予其它主体灵活性高，被大量采用缺点：安全性较弱信息在移动过程中其访问权限关系会被改变。如用户A可将其对目标C的访问权限传递给用户B,从而使不具备对C访问权限的B可访问C。知识域：访问控制模型知识子域：强制访问控制模型理解强制访问控制的分类和含义掌握典型强制访问控制模型：Bell-Lapudula模型、Biba模型、ChineseWall模型和Clark-Wilson模型强制访问控制的含义主体对客体的所有访问请求按照强制访问控制策略进行控制，客体的属主无权控制客体的访问权限，以防止对信息的非法和越权访问主体和客体分配有一个安全属性应用于军事等安全要求较高的系统可与自主访问控制结合使用常见强制访问控制模型BLP模型1973年提出的多级安全模型，影响了许多其他模型的发展，甚至很大程度上影响了计算机安全技术的发展Biba模型1977年，Biba提出的一种在数学上与BLP模型对偶的完整性保护模型Clark-Wilson模型1987年，DavidClark和DavidWilson开发的以事物处理为基本操作的完整性模型，该模型应用于多种商业系统ChineseWall模型1989年，D.Brewer和M.Nash提出的同等考虑保密性与完整性的安全策略模型，主要用于解决商业中的利益冲突BLP模型的组成主体集：S客体集：O安全级：密级和范畴密级：绝密、机密、秘密、公开范畴：NUC、EUR、US偏序关系：支配≥安全级L=(C,S)高于安全级L’=(C’,S’)，当且仅当满足以下关系：C≥C’，SS’BLP模型规则（一）简单安全特性：S可以读O，当且仅当S的安全级可以支配O的安全级向下读*—特性：S可以写O，当且仅当O的安全级可以支配S的安全级向上写BLP模型规则（二）当一个高等级的主体必须与另一个低等级的主体通信，即高等级的主体写信息到低等级的客体，以便低等级的主体可以读主体有一个最高安全等级和一个当前安全等级，最高安全等级必须支配当前等级主体可以从最高安全等级降低下来，以便与低安全等级的实体通信BLP模型实例Biba模型的组成主体集：S客体集：O完整级：完整级和范畴完整等级：Crucial，VeryImportant，Important范畴：NUC、EUR、US偏序关系：支配≥安全级L=(C,S)高于安全级L’=(C’,S’)，当且仅当满足以下关系：C≥C’，SS’Biba模型规则与实例S可以读O，当且仅当O的安全级支配S的安全级S可以写O，当且仅当S的安全级支配O的安全级Clark-Wilson模型的目标解决商业系统最关心的问题：系统数据的完整性以及对这些操作的完整性一致性状态：数据满足给定属性，就称数据处于一个一致性状态实例：今天到目前为止存入金额的总数：D今天到目前为止提取金额的总数：W昨天为止所有账户的金额总数：YB今天到目前为止所有账户的金额总数：TB一致性属性：D+YB-W=TBChineseWall模型的组成（一）主体集：S客体集：O无害客体：可以公开的数据有害客体：会产生利益冲突，需要限制的数据PR(S)表示S曾经读取过的客体集合最早来源主要是指金融投资银行业需要将投资决策人和了解非公开的能够影响投资决策的信息的人隔开，类似于避免内幕交易。ChineseWall模型的组成（二）公司数据集CD：与某家公司相关的若干客体利益冲突COI：若干相互竞争的公司的数据集银行COI类银行a银行b银行c石油公司COI类公司w公司u公司v公司xChineseWall模型实例自主访问控制与强制访问控制的比较自主访问控制细粒度灵活性高配置效率低强制访问控制控制粒度大灵活性不高安全性强基于角色的访问控制由Ferraiolo等人在90年代提出美国国家标准与技术研究院NIST成立专门机构进行研究1996年提出一个较完善的基于角色的访问控制参考模型RBAC96RBAC模型的基本思想RBAC的基本思想是根据用户所担任的角色来决定用户在系统中的访问权限。一个用户必须扮演某种角色，而且还必须激活这一角色，才能对一个对象进行访问或执行某种操作。安全管理员用户角色/权限指定访问或操作激活RBAC96的组成RBAC0:含有RBAC核心部分RBAC1:包含RBAC0，另含角色继承关系(RH)RBAC2:包含RBAC0，另含限制(Constraints)RBAC3:包含所有层次内容，是一个完整模型RBAC模型的组成（一）用户（User）：访问计算机资源的主体，用户集合为U角色（role）：一种岗位，代表一种资格、权利和责任，角色集合为R权限（permission）：对客体的操作权力，权限集合为P用户分配（UserAssignment）将用户与角色关联。用户u与角色r关联后，将拥有r的权限RBAC模型的组成（二）权限分配（PermissionAssignment）将角色与权限关联权限p与角色r关联后，角色r将拥有权限p激活角色（ActiveRole）角色只有激活才能起作用，否则不起作用通过会话激活角色会话（Session）用户要访问系统资源时，必须先建立一个会话一次会话仅对应一个用户，一次会话可激活几个角色RBAC模型的基本机制RBAC模型实例RBAC模型的特点便于授权管理，如系统管理员需要修改系统设置等内容时，必须有几个不同角色的用户到场方能操作，增强了安全性便于处理工作分级，如文件等资源分级管理利用安全约束，容易实现各种安全策略，如最小特权、职责分离等便于任务分担，不同角色完成不同的任务知识域：访问控制技术知识子域：标识和鉴别技术理解账号和口令管理的基本原则了解生物识别技术及其实现（虹膜、指纹、掌纹等）了解其他鉴别技术（令牌、票据等）了解单点登录技术（SSO）及其实现（Kerberos等）标识和鉴别的作用作为访问控制的一种必要支持，访问控制的执行依赖于确知的身份访问控制直接对机密性、完整性、可用性及合法使用资源提供支持作为数据源认证的一种方法与数据完整性机制结合起来使用作为审计追踪的支持在审计追踪记录时，提供与某一活动关联的确知身份鉴别的分类本地鉴别和远程鉴别本地鉴别：实体在本地环境的初始化鉴别远程鉴别：连接远程设备、实体和环境的实体鉴别单向鉴别和双向鉴别单向鉴别：通信双方中只有一方向另一方进行鉴别双向鉴别：通信双方相互进行鉴别鉴别系统的组成被验证者P（Prover）：出示身份标识的人，又称声称者（Claimant）验证者V（Verifier）：检验声称者提出的身份标识的正确性和合法性，决定是否满足要求可信赖者TP（TrustedThirdParty）：参与鉴别的第三方，参与调解纠纷PVTP鉴别的基本途径基于你所知道的（Whatyouknow）知识、口令、密码基于你所拥有的（Whatyouhave）身份证、信用卡、钥匙、智能卡、令牌等基于你的个人特征（Whatyouare）指纹，笔迹，声音，手型，脸型，视网膜，虹膜双因素、多因素认证常见的鉴别技术基于口令的身份认证基于生物特征的身份认证基于个人令牌的身份认证Kerberos身份认证协议基于口令的身份认证口令是使用最广泛的身份鉴别方法选择原则：易记、难猜测、抗分析能力强口令提供弱鉴别，面临的威胁：口令猜测线路窃听重放攻击……防止口令猜测严格限制登录的次数限制最小长度，至少6至8字节以上防止使用用户特征相关的口令定期改变口令使用机器生成的口令防止线路窃听使用保护口令机制：单向函数攻击者很容易构造一张q与p对应的表，表中的p尽可能包含所期望的值解决办法：在口令后使用随机数一次性口令机制确保在每次鉴别中所使用的口令不同，以对付重放攻击口令的确定方法：使用时间戳，两端维持同步的时钟两端共同拥有一串随机口令，在该串的某一位置保持同步两端共同使用一个随机序列生成器，在该序列生成器的初态保持同步双因素动态口令卡基于密钥/时间双因素的身份鉴别机制用户登录口令随时间变化，口令一次性使用，无法预测，可以有效抵御密码窃取和重放攻击双因素动态口令的强度没有器件而知道口令p，不能导致一个简单的攻击拥有器件而不知道口令p，不能导致一个简单的攻击除非攻击者也能进行时间同步，否则难以实现重放攻击知道q而不知道设备安全值dsv，不能导致一个简单的攻击基于生物特征的身份认证（一）每个人所具有的唯一生理特征指纹，视网膜，声音，虹膜、语音、面部、签名等指纹一些曲线和分叉以及一些非常微小的特征提取指纹中的一些特征并且存储这些特征信息：节省资源，快速查询手掌、手型手掌有折痕，起皱，还有凹槽还包括每个手指的指纹人手的形状（手的长度，宽度和手指）表示了手的几何特征基于生物特征的身份认证（二）视网膜扫描扫描眼球后方的视网膜上面的血管的图案；虹膜扫描虹膜是眼睛中位于瞳孔周围的一圈彩色的部分虹膜有其独有的图案，分叉，颜色，环状，光环以及皱褶语音识别记录时说几个不同的单词，然后识别系统将这些单词混杂在一起，让他再次读出给出的一系列单词面部扫描人都有不同的骨骼结构，鼻梁，眼眶，额头和下颚形状指纹识别的实现原理通过特殊的光电扫描和计算机图像处理技术，对指纹进行采集、分析和比对，自动、迅速、准确地认证出个人身份。指纹识别的过程按照用户和姓名等信息将其存在指纹数据库中的模板指纹调出来，然后再用用户输入的指纹与该模板的指纹相匹配，以确定这两幅指纹是否出于同一幅指纹。指纹图象采集仪图象输入通道指纹细节匹配认证结果虹膜识别的实现原理（一）虹膜是环绕在瞳孔四周有色彩的部分每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构每一个人的虹膜各不相同，一个人的左眼和右眼就可能不一样，即使是双胞胎的虹膜也可能不一样人的虹膜在出生后6-18个月成型后终生不再发生变化虹膜识别的实现原理（二）基于生物特征的认证系统的误判第一类错误：错误拒绝率（FRR）第二类错误：错误接受率（FAR）交叉错判率（CER）：FRR=FAR的交叉点CER用来反映系统的准确度%安全性FAR(II)FRR(I)CER基于个人令牌的身份认证集成电路卡（IntegratedCircuitCard）简称IC卡，其中镶嵌集成电路芯片IC卡的分类IC卡接口类型接触式IC卡非接触式IC卡双界面卡嵌入集成电路芯片的形式和类型非加密存储卡逻辑加密卡CPU卡（又称智能卡）智能卡的安全特性硬件与外界通信前，先完成智能卡与终端间的认证加入安全传感器，防止在数据被读出或写入时被修改发生异常，智能卡复位，或者置标志位，使智能卡操作系统做出相应反应存储器加密，不保存任何明文软件使用需要通过双因素认证，进入操作智能卡的安全状态信息采用文件系统进行保存，依据类型或密钥的不同，提供不同的访问操作支持DES、3DES和RSA等密码算法单点登录技术单点登录（SSO，SingleSign-on）用户只需在登录时进行一次注册，就可以访问多个系统，不必重复输入用户名和密码来确定身份实质是安全上下文（SecurityContext）或凭证（Credential）在多个应用系统之间的传递或共享单点登录的优点方便用户方便管理员简化应用系统开发

Kerberos认证协议美国麻省理工学院（MIT）为Athena项目开发的一种身份鉴别协议“Kerberos”的本意是希腊神话中守护地狱之门的守护者Kerberos提供了一个网络环境下的身份认证框架结构实现采用对称密钥加密技术公开发布的Kerberos版本包括版本4和版本5安全性、可靠性、可伸缩性、透明性Kerberos认证协议使用条件有一个时钟基本同步的环境客户机与KDC（KeyDistributionCenter），KDC与服务器在协议工作前已经有了各自的共享密钥组成密钥分发中心（KDC）：由两个独立的逻辑部分组成认证服务器AS（AuthenticationServer）票据授权服务器TGS（TicketGrantingServer）票据授权票据TGT获得票据许可票据第一步：获得票据许可票据用户登录客户机请求主机服务认证服务器（AS）在数据库中验证用户的访问权限，生成票据许可票据和会话密钥，它们用由用户口令导出的密钥进行加密AS客户机请求票据许可票据票据+会话密钥获得服务许可票据第二步：获得服务许可票据客户机提示用户输入口令来对收到的报文进行解密，然后将票据许可票据以及包含用户名称、网络地址和时间的鉴别符发往票据授权服务器TGS票据授权服务器TGS对票据和鉴别符进行解密，验证请求，然后生成请求服务许可票据TGS客户机请求服务许可票据票据+会话密钥获得服务第三步：获得服务客户机将票据和鉴别符发给服务器服务器验证票据和鉴别符中的匹配，然后许可访问服务。如果需要双向鉴别，服务器返回一个鉴别符服务器客户机请求服务提供服务器鉴别符Kerberos认证协议的特点优点单点登录，只要用户拿到了TGT并且该TGT没有过期，就可以使用该TGT通过TGS完成到任一个服务器的认证而不必重新输入密码与授权机制相结合支持双向的身份认证通过交换“跨域密钥”实现分布式网络环境下的认证缺点AS和TGS是集中式管理，容易形成瓶颈，系统的性能和安全也严重依赖于AS和TGS的性能和安全时钟同步问题身份认证采用的是对称加密机制，随用户数量增加，密钥管理较复杂知识域：访问控制技术知识子域：典型访问控制方法和实现理解集中访问控制的基本概念及其实现（RADIUS、TACACS、TACACS+和Diameter等）理解非集中访问控制的基本概念及其实现（域等）集中访问控制的基本概念及实现RADIUS协议TACACS协议TACACS+协议Diameter协议RADIUS协议远程用户拨号认证系统（RemoteAuthenticationDialInUserService）最初由Livingston公司提出，为拨号用户进行认证和计费，经多次改进，形成了一项通用的认证计费协议RADIUS是一种C/S结构的协议，它的客户端最初就是NAS（NetAccessServer）服务器，现在任何运行RADIUS客户端软件的计算机都可以成为RADIUS的客户端基本设计组件有认证、授权和记账RADIUS协议的基本消息交互流程基本交互步骤如下：用户输入用户名和口令radius客户端根据获取的用户名和口令，向radius服务器发送认证请求包（access-request）radius服务器将该用户信息与users数据库信息进行对比分析，如果认证成功，则将用户的权限信息以认证响应包（access-accept）发送给radius客户端；如果认证失败，则返回access-reject响应包。radius客户端根据接收到的认证结果接入/拒绝用户。如果可以接入用户，则radius客户端向radius服务器发送计费开始请求包（accounting-request）radius服务器返回计费开始响应包（accounting-response）radius客户端向radius服务器发送计费停止请求包（accounting-request）radius服务器返回计费结束响应包（accounting-response）RADIUS协议的特点简单明确，可扩充使用UDP端口1812，1813；不足：口令传输一般为明文；可使用MD5进行加密；授权作为认证的一部分；属性值空间有限；最多支持255个并发请求；最多支持255个厂商定义属性值；单向RADIUSServerPSTN/ISDNCorporateNetworkTACACS+协议终端访问控制器访问控制系统（TerminalAccessControllerAccess-ControlSystem）TACACS+是TACACS的最新版本基于TCP

协议。客户/服务器型协议：TACACS+客户机通常是一个NAS；而TACACS+服务器是一个监控程序，监听49号端口。基本设计组件有认证、授权和记账TACACS+认证包类型TACACS+认证用到3种类型的包：START：TACACS+客户机发送给TACACS+服务器CONTINUE：TACACS+客户机发送给TACACS+服务器。REPLY：TACACS+服务器发送给TACACS+客户机TACACS+认证过程客户机发送一个START包给服务器。START包的内容包括被执行的认证类型（明文口令、PPPPAP或PPPCHAP等），还可能包括用户名等其他认证数据。START包只在一个认证会话开始时使用一次，序列号永远是1。服务器收到START包以后，回送一个REPLY包，指示认证继续还是结束。如果认证继续，REPLY包还需要指出需要哪些新信息。如果客户机收到认证结束的REPLY包，则认证结束；如果收到认证继续的REPLY包，则向服务器发送CONTINUE包，其中包括服务器要求的信息，如此反复，直到认证结束。TACACS+授权过程TACACS+授权过程分为以下两步：客户端向服务器发送一个REQUEST包，内容包括用户和过程的真实性、请求授权的服务和选项。服务器回复客户端一个RESPONSE包。TACACS+协议的特点基于TCP端口49提供比RADIUS更多的授权选项支持数据报文加密不足：有限的厂商支持TACACS+ServerTACACS+ClientAlicePSTN/ISDNCorporateNetworkDiameter协议Diameter协议作为下一代的AAA协议标准，是RADIUS协议的升级版本它包括基本协议、NAS（网络接入服务）协议、EAP（可扩展鉴别）协议、MIP（移动IP）协议、CMS（密码消息语法）协议等Diameter协议的基本内容Diameter基础协议为移动IP（MobileIP）、网络接入服务（NAS）等应用提供最基本的服务，如用户会话、计费等，具有能力协商、差错通知等功能Diameter的NAS协议处理用户MN的接入请求Diameter的EAP协议供了一个支持各种鉴别方法的标准机制Diameter的CMS协议实现了协议数据的端到端加密Diameter的MIP协议允许用户漫游到外部域，并在经过鉴权后接受外部域服务器和代理提供的服务。DIAMETER协议的特点提供传输的可靠性具有较高安全性支持漫游，更好地适应现代网络的发展非集中访问控制域：一个信任范围，或者是共享共同安全策略的主体和客体的集合每个域的访问控制与其它域保持独立跨域访问必须建立信任关系，用户可以从一个域访问另一个域中的资源信任可以是单向的，也可以是双向的知识域：审计和监控技术知识子域：信息安全审计了解安全审计的基本概念理解安全审计的作用和目标了解审计系统的组成结构知识子域：安全监控了解常用安全监控技术掌握内容审计系统模型以及网络不良信息内容监控方法安全审计安全审计的作用安全审计的基本概念安全审计的目标